TPS56425x 电源计算

根据数据手册计算出该电源芯片在硬件电路中的配置器件参数。输入电压为5V，输出电压为3.3V，输出电流按照满量程4A计算。

1 特性

OVP：Over Voltage Protection，输出过压保护；
OCP：Over Current Protection，过流保护；
UVLO：Under Voltage Lock Out，输入欠压锁定（在该芯片中，输入电压低于芯片最低工作电压阈值就不工作，上升开启阈值约2.9V，下降关断阈值电压约为2.7V）；
OTP：Over Temperature Protection，过温保护；
UVP：Under Voltage Protection，输出欠压保护；

各自的作用如下：

典型应用简化如下图所示。

引脚注释如下表。

引脚名称	引脚号	类型 (1)	描述
VIN	1	P	输入电压供电引脚。在 VIN 引脚与 GND 之间连接输入去耦电容。
SW	2	P	开关节点引脚。输出电感连接到此引脚。
GND	3	G	控制器电路与内部电路的接地引脚。
PG	4	A	开漏结构的电源正常（Power-Good）指示信号。
EN	5	A	使能控制输入引脚。将 EN 引脚拉高，转换器开始工作。
FB	6	A	转换器反馈输入引脚。通过反馈电阻分压网络连接到输出电压端。

这里只讲设计过程中所涉及到的电气参数进行罗列。

注释：

PG的正常工作点为：

step1：上电，输出电压慢慢上升，输出＜90%设定电压，PG=Low,输出≥90%，PG=High，电源ok；

step2：负载变大，输出电压往下掉，跌到≤85%，PG由high→Low，也就是FB falling,PG from high to low；

step3：在step2中输出从低压回升，升到90%额定值，PG恢复高电平，FB rising,PG from low to high；

后面两个为过压引起的，不再进行叙述。

上述罗列的电气参数是在设计过程中需要关注的值，在设计过程中，应该严格按照相应参数进行设计。

在本节中，需要分析其输入电容、输出电容、输出电流、输出电压纹波等相关参数的计算。该芯片的内部框架可查阅相关手册。

先解释几个名词：

这个模式就是轻载省电模式，当检测到电感电流归零后，会立刻关断同步整流MOS管（下管）。负载电流继续减小，转换器就正式进入断续导通模式。这里需要有一个阈值，根据手册中的描述，阈值公式如下：

上式中的IOUT(LL)就是进入轻载省电模式的阈值。

计算公式可通过下式进行电阻选型。

上式中：R5对应应用简化图的RFBB，R4对应RFBT。

作为输出滤波的LC网络，在下式中具有一个双极点。公式中的COUT必须使用直流偏置降额后的电容有效值，而非标称容值（电容的直流偏置值在后续的文章中会写）。

低频段：系统总环路增益由输出分压网络和芯片内部增益共同决定，低频相位为180°；
LC极点频率处：环路增益以-40dB/十倍频的速率滚降，相位额外之后180°（总相位可达360°，极易振荡）；
高频零点补偿：芯片内部的纹波生成网络会引入一个高频零点，降增益滚降速率从-40dB/十倍频改善为-20dB/十倍频，同时提供90°的相位提升。该内部纹波注入高频零点的典型频率为66kHz。

在TI的官方设计中推荐，选择输出电感和电容时，应使得LC双极点频率落在约20kHz附近。这样高频零点提供的相位提升，就能为系统提供充足的相位裕量，满足稳定向要求。

这里的设计可以参考官方推荐设计。